[go: up one dir, main page]

HU200727B - Reactor for producing chlorine gas - Google Patents

Reactor for producing chlorine gas Download PDF

Info

Publication number
HU200727B
HU200727B HU881319A HU131988A HU200727B HU 200727 B HU200727 B HU 200727B HU 881319 A HU881319 A HU 881319A HU 131988 A HU131988 A HU 131988A HU 200727 B HU200727 B HU 200727B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
reactor
catalyst
chromium
titanium
hydrogen chloride
Prior art date
Application number
HU881319A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HUT46591A (en
Inventor
Masanobu Ajioka
Shinji Takenaka
Hiroyuki Ito
Masafumi Kataita
Yoshitsugu Jinno
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Toatsu Chemicals filed Critical Mitsui Toatsu Chemicals
Publication of HUT46591A publication Critical patent/HUT46591A/en
Publication of HU200727B publication Critical patent/HU200727B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/03Preparation from chlorides
    • C01B7/04Preparation of chlorine from hydrogen chloride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/16Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
    • B01J23/24Chromium, molybdenum or tungsten
    • B01J23/26Chromium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J33/00Protection of catalysts, e.g. by coating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

Chlorine is produced by reacting hydrogen chloride and oxygen in the presence of a chromium oxide catalyst in a reactor whose catalyst-contacting part is lined with one of lining materials represented by the following general formula (I):
    MaXb      (I)
wherein M means boron, aluminum, silicon, titanium, zirconium or chromium, X denotes oxygen, nitrogen or carbon, a is an integer of 1-2 and b stands for an integer of 1-3 or with a mixture of at least two of the lining materials. The above process and reactor are effective in maintaining the activity of the catalyst.

Description

A találmány tárgya fluidizációs reaktor klórgáz sósav katalitikus oxidációjával történő előállításához. Pontosabban a találmány olyan reaktor anyagra vonatkozik, amelyet hidrogén-kloridnak oxigénnel történő oxidálásához alkalmaznak. 5The present invention relates to a fluidization reactor for the catalytic oxidation of chlorine gas with hydrochloric acid. More particularly, the present invention relates to a reactor material used for the oxidation of hydrogen chloride with oxygen. 5

Sósvíz elektrolízisekor nagy mennyiségben keletkezik klór. Sósvíz elektrolízisekor a klór mellett még nátrunlúg is termelődik. Tekintettel arra, hogy a klórhoz képest a nátronlúg iránti kereslet kisebb, így a sósvíz elektrolízissel történő előállítás nehéz- 10 ségekbe ütközik, ugyanis a két vegyület közötti kiegyensúlyozatlanságot alig lehet összeegyeztetni.Large amounts of chlorine are produced by the electrolysis of salt water. During the electrolysis of salt water, in addition to chlorine, soda ash is also produced. Given that the demand for sodium hydroxide is lower than that of chlorine, it is difficult to prepare the brine by electrolysis, since the imbalance between the two compounds can hardly be reconciled.

Másrészről a hirdogén-klorid nagyrészt szerves vegyületek foszfénezésének vagy klórozásának mellékterméke. Mivel a hidrogén-klorid mellékter- 15 mékként történő keletkezése sokkal nagyobb mértékű, mint amilyen a piac igénye, a hidrogén-klorid jelentős mennyiségét raktározni kell, anélkül, hogy hasznosítanák. Raktározásának költségei is jelentősek. 20On the other hand, the promotogenic chloride is largely a by-product of phosphorylation or chlorination of organic compounds. Because the generation of hydrogen chloride as a by-product is much larger than the market demand, significant quantities of hydrogen chloride need to be stored without being utilized. The cost of storage is also significant. 20

Ha klórt eldobott hidrogén-kloridból nagy mennyiségben hatékonyan lehet kinyerni, akkor a klór iránti keresletet ilyen klórral és a sósvíz elektrolízissel előállított klórral fedezni lehet.If chlorine can be effectively recovered in large quantities from discarded hydrogen chloride, then the demand for chlorine can be covered by such chlorine and chlorine produced by salt water electrolysis.

Már több éve ismert olyan reakció, amellyel a 25 hidrogén-kloridot klórrá oxidálják. Ismert az is, például a 4,774,070 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból, amely megfelel a 47231 közzétételi számú magyar szabadalmi bejelentésnek, hogy ilyen reakcióban katalizátorként 30 króm-oxidot alkalmaznak.The reaction by which hydrogen chloride is oxidized to chlorine has been known for several years. It is also known, for example, from U.S. Patent No. 4,774,070, which corresponds to U.S. Patent Application Serial No. 47,231, that 30 chromium oxides are used as catalysts in such a reaction.

Újabban felismerték, hogy különösen króm-hidroxid kalcinálásakor nyert króm-oxid katalizátor még viszonylag alacsony hőmérsékleten is megőrzi jó aktivitását, így hidrogén-kloridnak ipari méret- 35 ben történő klórrá oxidálásának jelentősége fokozódott, lásd a 4828815 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás.Recently, it has been discovered that the chromium oxide catalyst obtained especially during the calcination of chromium hydroxide retains its good activity even at relatively low temperatures, and thus the importance of oxidizing hydrogen chloride to chlorine on an industrial scale has increased, see U.S. Patent No. 4,828,815.

Bár néhány megoldatlan probléma még maradt, így a katalitikus aktivitás fenntartása. Ennek meg- 40 oldására történtek próbálkozások, így például a 4803065 számú vagy a 4822589 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban ismertetett eljárások is ezt célozzák, azonban a katalizátor aktivitását nem sikerült elég hosszú ideig 45 megőrizni. (E két dokumentumnak megfelel a 44976, illetve a 45946 közzétételi számú magyar szabadalmi bejelentés.)Although there are some unresolved issues remaining, so keep the catalytic activity. Attempts have been made to overcome this, such as those described in U.S. Patent Nos. 4,830,065 or 4,822,589, but the activity of the catalyst has not been maintained for a sufficient period of time. (Hungarian Patent Application Publication Nos. 44976 and 45946, respectively) correspond to these two documents.

Több vizsgálatot végeztünk azzal a céllal, hogy ezeket a problémákat megoldjuk. Vizsgálataink so- 50 rán felismertük, hogy ez a katalitikus aktivitás hosszú ideig tartó reakcióban fokozatosan csökken akkor is, ha króm-oxid katalizátort alkalmazunk. Felismertük, hogy ez a jelenség a katalizátornak vas által létrejött mérgeződésének a következménye. 55 Pontosabban, kiderült, hogy a króm-oxid katalizátor hajlamos vas mérgeződésre és akkor is mérgeződik, ha a katalizátorral érintkezésbe lépő reaktor anyaga csak kis mennyiségben tartalmaz vasat.We conducted several studies to address these problems. It has been found in our studies that this catalytic activity gradually decreases in the long-term reaction even when a chromium oxide catalyst is used. We have recognized that this is a consequence of the toxicity of the catalyst by iron. More specifically, it has been found that chromium oxide catalysts are prone to iron poisoning and even when the reactor contacting the catalyst contains only a small amount of iron.

Ezért nehéz hosszú időn keresztül fenntartani a 60 nagy aktivitást. Azt is észrevettük, hogy a katalizátor aktivitásának csökkenése hosszú idő alatt akkor is bekövetkezik, ha csak egy nagyon kis mennyiségben vasat tartalmazó fémes anyagot, például nikkel-nemesacélt alkalmazunk. 65Therefore, it is difficult to maintain 60 high activity over a long period of time. It has also been noticed that the reduction in catalyst activity occurs over a long period of time, even if only a very small amount of iron-containing metallic material such as nickel stainless steel is used. 65

A találmány célja olyan reaktor kialakítása, amelyben a króm-oxid katalizátor hosszú ideig megtartja aktivitását, így a katalizátort iparilag előnyösen alkalmazhatjuk.It is an object of the present invention to provide a reactor in which the chromium oxide catalyst retains activity for a long period of time, so that the catalyst can be used in industrial applications.

A találmány szerinti reaktort klórgáz sósav katalitikus oxidációjával történő előállításához az jellemzi, hogy a reaktor falának a katalizátorral érintkező része egy vagy több (I) általános képletű vegyülettel - az (I) általános képletbenThe reactor of the present invention for the production of chlorine gas by the catalytic oxidation of hydrochloric acid is characterized in that the reactor wall is in contact with the catalyst with one or more compounds of formula (I).

M jelentése bőr, alumínium, szilícium, titán, cirkónium vagy króm;M is leather, aluminum, silicon, titanium, zirconium or chromium;

X jelentése oxigénatom, nitrogénatom vagy szénatom;X is oxygen, nitrogen or carbon;

a értéke 1 vagy 2 b értéke 1-3 közötti egész szám - he van bélelve.a is 1 or 2; b is an integer of 1-3.

Az 1. ábrán a napok függvényében, diagrammal szemléltetjük a hidrogén-kloridnak klórrá oxidálódását, amikoris szeparáltan a példában és a referencia példákban említett különböző fluidágyas reaktor anyagot alkalmazunk.Figure 1 is a graph illustrating the oxidation of hydrogen chloride to chlorine as a function of days, using the various fluidized bed reactor materials mentioned separately in the Example and Reference Examples.

Az ábrán alkalmazott jelölések értelme: m = 1. példa o = 2. példa Δ = 3. példa 1 = 1. referencia példa s = 2. referencia példaMeaning of symbols used in the figure: m = Example 1 o = Example 2 Δ = Example 3 1 = Reference example 1 s = Reference example 2

A 2. ábrán vázlatosan egy találmány szerinti fluidágyas reaktort mutatunk be. A reaktor a 4 fém csőből, előnyösen nikkelcsőből és az alján elhelyezett 2 bejövő gáz elosztó lapból, előnyösen zsugorított alumínium-oxid alapú kerámia lapból áll, amelyen belül helyezkedik el a 3 fluidágyas katalizátor az 5 szfirőzsák, és amelyhez alul az 1 gázbevezető vezeték, felül a 6 reakciótermék elvezető-vezeték csatlakozik.Figure 2 schematically illustrates a fluidized bed reactor according to the invention. The reactor consists of a metal tube 4, preferably a nickel tube, and an inlet gas distribution plate 2 on the bottom, preferably a ceramic plate based on sintered alumina, containing the fluidized bed catalyst 3 and the gas inlet 1 below. the reaction product outlet 6 is connected.

A fluidizált ágyban felhasználásra kerülő krómkatalizátor magassága nyugalmi állapotban legalább 0,1 m. Ennél alacsonyabb katalizátor-réteg alkalmazása esetén a reagáltatandó gázok átfújnak a fluidizált ágyon kívül, ezért nehézzé válik stabil fluidizált ágy kialakítása.The height of the chromium catalyst used in the fluidized bed shall be at least 0.1 m at rest. When using a lower catalyst bed, the gases to be reacted are blown outside the fluidized bed, making it difficult to form a stable fluidized bed.

Az iparban reaktor anyagként rendszerint fémet, üveget, gyantát, kerámiát alkalmazunk. Krómoxid katalizátor jelenlétében végzett klór előállítására alkalmasság szempontjából többféle reaktor anyagot vizsgáltunk.In industry, the reactor material is usually metal, glass, resin, ceramic. Several reactor materials were tested for their ability to produce chlorine in the presence of chromium oxide catalyst.

Ezek közül az anyagok közül a gyanta használhatatlannak bizonyult, ugyanis a reakció hőmérséklete általában 300-500 ’C, előnyösen 350-450 ’C. Másrésztől fémes anyagok, így rozsdamentes acél például 304 és 316 szovjetunióbeli szabadalmi leírás: és nikkel nemesacél - „Hastelloy B, Hastelloy C és „Inconel korrózióállónak mutatkozott. Igen kis mennyiségű vasat tartalmazó anyagok gondot okoztak, mivel a vas mérgezi a króm-oxid katalizátort. Ez a felismerés vezetett ahhoz a megoldáshoz, hogy reaktor anyagként lényegében vasmentes fémes anyagot, így tiszta nikkelt alkalmazzunk.Of these materials, the resin proved to be unusable, since the reaction temperature is generally 300-500 ° C, preferably 350-450 ° C. On the other hand, metallic materials such as stainless steel, for example, in U.S. Patent Nos. 304 and 316: and nickel stainless steel, "Hastelloy B, Hastelloy C and" Inconel, were shown to be corrosion resistant. Substances containing very small amounts of iron have been a problem since iron is poisonous to the chromium oxide catalyst. This discovery led to the use of a substantially non-ferrous metallic material such as pure nickel as the reactor material.

Ha egy ilyen anagú reaktorban ipari termelésnél hosszú időn keresztül folyamatosan végezzük a reakciót, akkora a fémkomponens a katalizátor pórusaiban lerakódik és így lassanként csökken a katalizátor aktivitása.If a reactor of this size is subjected to continuous reaction over a long period of time in industrial production, the metal component will be deposited in the pores of the catalyst, thus slowly reducing the activity of the catalyst.

Ily módon további kísérleteket végeztünk a hid-2HU 200727 Β rogén-klorid erodálásával történő klór előállítására, amikoris nem fémes anyagokat, így üveget és kerámiát alkalmaztunk. Kiderült, hogy ezeknek az anyagoknak a katalizátorra nincs káros hatása és kiválónak bizonyultak mind hőállóság, mind korrózióállóság szempontjából.- Bár ezek az anyagok önmagokban nagy reaktorok készítéséhez nem kellőképpen erősek, ezért iparilag nehezen alkalmazhatók. Az üvegbélés anyagokkal hasonló gondok vannak, ugyanis hősokkal szemben gyengék, így alkalmazásukkor nagyon kell vigyázni. Találmányunk ezeken a felismeréseken alapszik.Thus, further experiments were carried out to produce chlorine by the erosion of hydro-2HU 200727 Β hydrogen chloride using non-metallic materials such as glass and ceramics. These materials have been found to have no adverse effects on the catalyst and have been shown to be excellent in both heat resistance and corrosion resistance.- Although these materials alone are not strong enough to make large reactors, they are difficult to use in industry. Glass lining materials have similar problems, as they are weak against heroes, so they have to be very carefully used. Our invention is based on these findings.

A találmány szerinti megoldásban a reaktor katalizátorral érintkező részét nemfémes kerámia anyaggal béleltük ki.In the present invention, the catalyst contact portion of the reactor is lined with a non-metallic ceramic material.

A találmány szerinti reaktor katalizátorral érintkező része egy vagy több (I) általános képletű vegyülettel - a képletbenThe catalyst-contacting portion of the reactor of the present invention comprises one or more compounds of formula (I):

M jelentése bőr, alumínium, szilícium, titán, cirkónium vagy króm, X jelentése oxigénatom, nitrogénatom vagy szénatom, a értéke 1 vagy 2 egész szám, b értéke 1-3 között egész szám - be van bélelve. A bélésanyagra speciális példaként megnevezhetők a kerámia anyagok így az oxidok, mint példáu az alumínium-, a szilícium-, a titán-, vagy a cirkónium-oxidok, a karbidok, így a szilícium-karbid, a titán-karbid, és a cirkónium-karbid és a nitridek, így abór-nitrid, a szüídum-nitrid és a titán-nitrid. Ezek közül különösen előnyösek az oxidok.M is leather, aluminum, silicon, titanium, zirconium or chromium; X is oxygen, nitrogen or carbon; a is an integer of 1 or 2; b is an integer of 1 to 3. Ceramic materials such as oxides such as aluminum, silicon, titanium or zirconium oxides, carbides such as silicon carbide, titanium carbide, and zirconium can be mentioned as specific examples of lining material. carbides and nitrides such as aboron nitride, soda nitride and titanium nitride. Of these, oxides are particularly preferred.

A bélésanyaggal bevonandó reaktor alapanyagként alkalmazhatunk vasat vagy más gazdaságos hőálló fémet. Bár előnyös rozsdamentes acélt vagy nemesacélt vagy nikkel-nemes acélt alkalmazni, mivel fennállhat a veszély, hogy az alapanyag korrodálódhat, ha a nem-fémes bélés anyag leesik. Nikkel-nemesacél alkalmazásakor a vastartalomnak 1 t% alatt kell lenni, különösen ha a vas a katalizátorra várhatóan káros hatást fejt ki.The reactor material to be coated with the liner may be iron or other economical heat-resistant metal. Although it is advantageous to use stainless steel or stainless steel or nickel stainless steel as there is a risk that the base material will corrode if the non-metallic liner material falls off. When nickel stainless steel is used, the iron content should be below 1%, especially if iron is expected to have a detrimental effect on the catalyst.

Rendszerint az alapfém (I) általános képletű anyaggal történő bélelésénél előnyös, ha a bélésanyagot filmként visszük fel az alapanyag feületére. Ezenkívül az (I) általános képletű anyag lehet csempébe kötött állapotban vagy előfordulhat fémedénybe helyezett perselyként is.In general, when lining a parent metal with a material of formula (I), it is advantageous to apply the lining material as a film to the surface of the parent material. In addition, the material of formula (I) may be in tile bonded form or may be in a metal vessel.

A filmet bármelyik megfelelő módszerrel kialakíthatjuk, így például egy szerves prekurzor bevonatot kerámia filmmé égetünk, vagy a megfelelő port plazmával vagy gázlánggal termikusán porlasztjuk vagy vákuumos lerakódással, így fizikai vákuumos lerakódással vagy kémiai vákuumos lerakódással alakítjuk ki a filmréteget.The film may be formed by any suitable method, such as burning an organic precursor coating into a ceramic film, or thermally atomizing the appropriate powder with plasma or gas flame, or forming a film layer by vacuum deposition, such as physical vacuum deposition or chemical vacuum deposition.

Bár az ilyen módszerekkel készített filmvastagságra nincs különösebb korlátozás, azonban az 50200 pjn vastagság elegendő a gyakorlatban.Although there is no particular limitation on the film thickness produced by such methods, a thickness of 50200 pjn is sufficient in practice.

A „reaktor katalizátorral érintkező része kifejezés magába foglalja nem csak a reaktorba vezetett gázzal érintkező részeket, hanem a reaktorban keletkező gázokkal érintkező részeket is, valamint a szuszpendált katalizátorral érintkező részeket.The term "contacting the catalyst with the reactor" includes not only the contacting with the gas introduced into the reactor, but also the contacting with the gases formed in the reactor as well as the contacting with the suspended catalyst.

A találmány szerinti reaktorban alkalmazható katalizátor elsősorban króm-oxid. Például a felhasználható katalizátort előállíthatjuk króm-oxid őrlésével vagy granulálásival. A króa-oridot úgy kapjuk meg, hogy króm(IH) sót bázissal, előnyösen kötőanyagként alkalmazott szilícium-oxiddal együtt kicsapjuk majd kaldnáljuk, vagy hogy a katalizátort előállíthatjuk króm-só vagy króm-anhidrid vizes oldatát 03-13 cnr/g pórustérfogatú szilícium-orid hordozóval történő bevonásával, majd az így kapott terméket kaldnáljuk és ágy 20-80 tömeg% króm-oxidot (Cn03) kapunk.The catalyst used in the reactor of the invention is primarily chromium oxide. For example, a usable catalyst can be prepared by grinding or granulating chromium oxide. The chromium chloride is obtained by precipitating and chromating the chromium (IH) salt with a base, preferably as a binder, or by preparing the catalyst in an aqueous solution of chromium salt or chromic anhydride having a pore volume of 03 to 13 µmol / g orid, and the product thus obtained is cleaved to give a bed of 20-80% by weight of chromium oxide (CnO3).

Ha a találmány szerinti reaktort alkalmazzuk, akkor a reakcióhőmérsékletet a króm-oxid katalizátor aktivitásától függően változtatjuk. Általában 300-500 “C, előnyösen 350-450 °C hőmérsékleten dolgozunk. Ha a hőmérséklet500°C-nál magasabb, akkor a katalizátor aktivitása csökken és ezenfelül a keletkező gáz korrózió hatása fokozódik. Másrészről a 300 *C alatti reakcióhőmérséklet kismértékű átalakítást eredményez, ezért alkalmazása előnytelen.When a reactor according to the invention is used, the reaction temperature is varied depending on the activity of the chromium oxide catalyst. Generally, temperatures of from 300 to 500 ° C, preferably from 350 to 450 ° C, are employed. If the temperature is above 500 ° C, the activity of the catalyst decreases and, moreover, the corrosion effect of the gas produced is increased. On the other hand, the reaction temperature below 300 ° C results in a slight conversion and is therefore disadvantageous.

A reaktorba adagolt hidrogén-klorid és az oxigén moláris aránya 1/0^5-1/10 (HCVO2).The molar ratio of hydrogen chloride to oxygen added to the reactor is 1/0 ^ 5-1 / 10 (HCVO2).

A reakcióban keletkező gáz megfelelő lineáris sebessége 10-50 cm/sec. A hidroj^n-kloridban vagy az oxigénben lévő mert gázok - így a nitrogén és a szén-dioxid - nem károsítják a reaktor anyagot.The appropriate linear velocity of the reaction gas is 10-50 cm / sec. Because of the presence of gaseous gases such as nitrogen and carbon dioxide in hydrogen chloride or oxygen, the reactor material is not damaged.

A betáplált gáz egyéb gázkomponenseket is tartalmazhat, ameddig a króm-oxid katalizátor teljesen kifejti hatását.The feed gas may also contain other gas components as long as the chromium oxide catalyst is fully effective.

Semmilyen nehézség nem adódik a reaktor szerkezetéből hogy az szilárd vagy fluidágyas típusú.No difficulty arises from the structure of the reactor whether it is of solid or fluidized bed type.

A találmány szerinti reaktor alkalmazása esetén a klór előállítása ipari méretben, króm-oxid katalizátor jelenlétében, hidrogén-kloridból oxidálással anélkül végezhető, hogy a reaktor korrózióállóságára ügyelni kellene, és a katalizátor hosszú időn keresztül fenntartja aktivitását.If the reactor of the present invention is used, the production of chlorine on an industrial scale in the presence of a chromium oxide catalyst can be carried out by oxidation from hydrogen chloride without paying attention to the corrosion resistance of the reactor and maintaining its activity over a long period.

A találmány tárgyát a következő példákkal szemléltetjük.The present invention is illustrated by the following examples.

1. példaExample 1

3,0 kg króm-oxid nonahidrátot feloldunk 30 liter ionmentes vízben. A keletkezett oldathoz keverés közben 30 perc alatt 2,0 kg 28%-os vizes ammónia oldatot csepegtetünk. A keletkezett csapadékos zagyot vízzel 200 literre hígítjuk. Az így kapott hígított zagyot egy éjszakán keresztül állni hagyjuk, majd többször dekantáljuk, és mossuk a csapadékot A zagyot a kolloid szilícium-oxiddal együtt 10 tömeg% kalcinált anyaghoz adjuk, majd porlasztó szárítóban porrá szárítjuk. A port három órán keresztül 600 ’C hőmérsékletű levegővel kaldnáljuk, így átlagban 50-60 pjn méretű részecskéjű katalizátort kapunk.Dissolve 3.0 kg of chromium oxide nonahydrate in 30 liters of deionized water. To the resulting solution was added dropwise 2.0 kg of 28% aqueous ammonia solution over 30 minutes with stirring. The resulting slurry was diluted to 200 L with water. The resulting slurry was allowed to stand overnight, then decanted several times, and the precipitate was washed. The slurry, together with colloidal silicon oxide, was added to 10% by weight of calcined material and dried in a spray dryer. The powder is cured with air at 600 ° C for three hours to give an average particle size of 50-60 µn.

A nikkel cső falának belső átmérője 5,08 cm. A cső belső falát homokfúvással kezeljük, majd „TylanoCoat (Ube Industries, Ltd. terméke, amely egy poliszilán-alapú hőálló anyag kereskedelmi neve) bélés anyaggal 300 jim vastagsággal bevonjuk. A csövet 450 °C hőmérsékleten kiégetjük, így szilídum-orid alapú kerámiai anyaggal bevont belső falat kapunk.The inner diameter of the nickel tube wall is 5.08 cm. The inner wall of the tube is sandblasted and then coated with "TylanoCoat (a product of Ube Industries, Ltd., a trade name for a polysilane-based heat resistant material) with a thickness of 300 µm. The tube is fired at 450 ° C to obtain an inner wall coated with a silicon oride based ceramic.

A 2. ábrán a találmány szerinti reaktort szemléltetjük. A reaktorba 377 g, az előzőek szerint készített katalizátort helyezünk, majd fluid homokfürdővel 370 °C hőmérsékletű külső fűtést alkalmazunk. A katalizátor rétegre 3,14 Ní/min és 137 Nl/min áramlási sebességgel hidrogén-klorid gázt és ori3Figure 2 illustrates the reactor of the invention. The reactor was charged with 377 g of the catalyst prepared above, and then heated to 370 ° C in a fluid sand bath. At a flow rate of 3.14 Nl / min and 137 Nl / min, hydrogen chloride gas and ori

-3HU 200727 Β-3HU 200727 Β

6 géngázt vezetünk, mialatt a katalizátort iluid állapotban tartjuk. A fűtés hatására a katalizátorréteg hőmérséklete 400 ’C-ra emelkedik6 gaseous gases are introduced while the catalyst is maintained in the iluid state. As a result of the heating, the temperature of the catalyst layer rises to 400 ° C

A reaktorban keletkező gázt csapdával összegyűjtjük. A csapda sorbakapcsolt vizes KJ oldatot 5 tartalmazó abszorpciós lombik és nátronlúg vizes oldatát tartalmazó abszorpciós lombik. A vizes oldatokat nátrium-tioszulfát és sósav vizes oldatával titráljuk, hogy meghatározzuk az el nem reagált hidrogén-klorid és a keletkezett klór mennyiségét. 10The gas generated in the reactor is collected by a trap. The trap is an absorption flask containing an aqueous solution of KJ solution 5 and an aqueous flask containing an aqueous solution of caustic soda. The aqueous solutions are titrated with an aqueous solution of sodium thiosulfate and hydrochloric acid to determine the amount of unreacted hydrogen chloride and chlorine formed. 10

Az 1. ábrán a napok függvényében megadjuk a hidrogén-klorid átalakulásának változását. Negyven nap elteltével 68-69%-os átalakulást tapasztalunk.Figure 1 shows the change in the hydrogen chloride conversion as a function of days. After forty days, we see a 68-69% conversion.

2. példaExample 2

Nagyon apró (0,177-0,063 m méretű és 0,75 cm3/g pórus térfogatú) szüikagélt merítünk 20 tömegé króm-anhidrid vizes oldatába. A merített szilikagélt 120 °C hőmérsékleten megszárítjuk, 20 majd 350-400 ’C hőmérsékletű levegővel két óra alatt kalánáljuk.A very small silica gel (0.177-0.063 m and 0.75 cm 3 / g pore volume) was immersed in 20 wt% aqueous solution of chromic anhydride. The immersed silica gel was dried at 120 ° C and then cured with air at 20 ° C and then 350-400 ° C for two hours.

Ezt a folyamatot háromszor ismételjük. Végül a katalizátor előállításához három órán keresztül 500 °C hőmérsékleten kalcináljuk a szilikagélt. A kata- 25 lizátort analizáljuk, (gy a katalizátor 48 tömeg% Cr2O3-t és 52 tömeg% szilícium-dioxidot tartalmaz.This process is repeated three times. Finally, silica gel was calcined at 500 ° C for three hours to prepare the catalyst. The catalyst is analyzed (i.e., the catalyst contains 48% by weight of Cr2O3 and 52% by weight of silica).

Az 1. példában leírtak szerint szilícium-oxid alapú kerámia anyagot alkalmazunk a rozsdamentes 30 acél reaktor belső falának bélésére (belső átmérő:As in Example 1, a silicon oxide-based ceramic material was used for lining the inner wall of the stainless steel reactor (internal diameter:

5,08 cm, 304 számú szovjetunióbeli szabadalmi leírás). Ezután a reaktorba 377 g az előzőek szerint előállított katalizátort teszünk és a reakciót az 1. példában megadott módon és feltételek között le- 35 folytatjuk.5,08 cm, U.S. Patent No. 304. Thereafter, 377 g of the catalyst prepared above were introduced into the reactor and the reaction was continued as described in Example 1 and under the same conditions.

Az 1. ábrán a napok függvényében megadjuk a hidrogén-klorid átalakulásának változását. A tizedik napon az átalakulás még 69-70%.Figure 1 shows the change in the hydrogen chloride conversion as a function of days. On the tenth day, the conversion is still 69-70%.

3. példaExample 3

Nikkel-króm nemes acélport termikusán poriasztunk, így a 10,16 cm belső átmérőjű nikkel reaktor belső falára 50 μζα réteget alakítunk ki. Az alsó bélés fölé termikusán 150 pm vastag alumínium- 45 oxid port poriasztunk, így kibéleljük a reaktor belső falát. A reaktorba 3505 g 1. példa szerint előállított katalizátort helyezünk.Nickel-chromium stainless steel powder is thermally atomized to form a 50 μζα layer on the inner wall of a 10.16 cm nickel reactor. A 150 µm thick aluminum oxide powder is thermally sprayed over the lower liner to coat the inner wall of the reactor. 3505 g of the catalyst prepared in Example 1 were charged into the reactor.

A katalizátorra 29,2 g Nl/perc és 14,6 Nl/perc áramlási sebességgel hidrogén-klorid gázt és oxi- 50 géngázt vezetünk. A reakciót az 1. példa szerint folytatjuk le.Hydrogen chloride gas and oxygen gas are introduced into the catalyst at a flow rate of 29.2 g Nl / min and 14.6 Nl / min. The reaction was carried out as in Example 1.

Az 1. ábrán a napok függvényében megadjuk a hidrogén-klorid átalakulásának változását. A 11. napon az átalakulás 70-72%. 55Figure 1 shows the change in the hydrogen chloride conversion as a function of days. On day 11, the conversion was 70-72%. 55

4-11. példa4-11. example

Aa 1. példa alapján egy 5,08 cm belső átmérőjű rozsdamentes acél reaktor belső falát (304 számú szovjetunióbeli szabadalmi leírás) az 1. táblázatban 60 megadott különböző bélésanyaggal bevonjuk. A reaktorba külön-külön 377 g 1. példa szerint készített katalizátort helyezünk. A reakciót az 1. példában megadott módon és körülmények között folytatjuk le. 65According to Example 1, the inner wall of a 5.08 cm stainless steel reactor (U.S. Patent No. 304) is coated with the various linings shown in Table 1, 60. The reactor was charged with 377 g of the catalyst prepared in Example 1 separately. The reaction is carried out as described in Example 1 and under the same conditions. 65

Az 1. táblázatban a hidrogén-klorid kezdeti átalakulását és a 20. napon tapasztalt átalakulásának mértékét közöljük.Table 1 shows the initial conversion of hydrogen chloride and the extent of conversion on day 20.

1. táblázatTable 1

Példa Example Bélésanyag liner Százalékos átalakulás Percentage conversion száma number Kezdeti Initial 20. napon Day 20 4. 4th AI2O3 + T1O2 AI2O3 + T1O2 71-73 71-73 70-72 70-72 5. 5th BN BN 71-73 71-73 69-70 69-70 6. 6th SiC Sic 71-73 71-73 69-70 69-70 7. 7th TiC TIC 71-73 71-73 69-70 69-70 8. 8th CnCj CnCj 71-73 71-73 70-72 70-72 9. 9th SÍ3N4 Si3N4 71-73 71-73 70-71 70-71 10. 10th TiN TiN 71-73 71-73 70-71 70-71 11. 11th ZrO2 ZrO 2 71-73 71-73 70-71 70-71

1. Referencia példaReference Example 1

5,08 cm belső átmérőjű rozsdamentes acél reaktort (304 számú szovjetunióbeli szabadalmi leírás) alkalmazunk. A reakciót az 1. példa alapján végezzük. Az 1. ábrán a napok függvényében megadjuk a hidrogén-klorid átalakulásának változását. A hetedik napon az átalakulás 60%-ra esik.A stainless steel reactor with an inside diameter of 5.08 cm (US 304) was used. The reaction was carried out according to Example 1. Figure 1 shows the change in the hydrogen chloride conversion as a function of days. On the seventh day, the conversion drops to 60%.

2. Referencia példa2. Reference Example

5,08 cm belső átmérőjű nikkel reaktort alkalmazunk. A reakciót az 1. példa alapján végezzük. AzA nickel reactor with an inside diameter of 5.08 cm was used. The reaction was carried out according to Example 1. The

1. ábrán a napok függvényében megadjuk a hidrogén-klorid átalakulásának változását. A negyvenedik napon az átalakulás 62-63%-ra esik.Figure 1 shows the change in the hydrogen chloride conversion as a function of days. On the fortieth day, the conversion is 62-63%.

Claims (2)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Fluidizációs reaktor klórgáz sósav króm-oxid tartalmú katalizátor jelenlétében végzett katalitikus oxidációjával történő előállításához, amely fém csőből és az alján elhelyezett bejövő gáz elosztó lapból áll, amelyen belül helyezkedik el a fluidágyas katalizátor és a szűrőzsák, és amelyhez alul egy gázbevezető-vezeték felül egy reakciótermék-elvezető vezeték csatlakozik, azzal jellemezve, hogy a reaktor falának a katalizátorral érinetkzŐ része egy vagy többA fluidization reactor for the catalytic oxidation of chlorine gas with hydrochloric acid in the presence of a chromium oxide-containing catalyst consisting of a metal tube and a bottom inlet gas distributor plate containing a fluidized bed catalyst and a filter bag and a gas inlet line at the bottom. a reaction product discharge line is connected, wherein one or more of the reactor wall tangential to the catalyst M,Xb(I) általános képletű vegyületet tartalmazó kerámiával - aholM, Xb with a ceramic containing a compound of formula (I) - wherein M jelentése bór, alumínium, szilícium, titán, cirkónium vagy króm;M is boron, aluminum, silicon, titanium, zirconium or chromium; X jelentése oxigénatom, nitrogénatom vagy szénatom;X is oxygen, nitrogen or carbon; a értékel vagy 2 b értéke 1-3 közötti egész szám - be van bélelve.the value of 2 or 2 b is an integer between 1 and 3. 2. Az 1. igénypont szerinti reaktor, azzal jellemezve, hogy alumínium-oxiddal, szilícium-oxiddal, titán-oxiddal, cirkónium-oxiddal, szilícium-karbiddal, titán-karbiddal, króm-karbiddal, bór-nitriddel, szilícium-nitriddel vagy titán-nitriddel van bélelve.2. A reactor according to claim 1, characterized in that it comprises alumina, silica, titanium oxide, zirconia, silicon carbide, titanium carbide, chromium carbide, boron nitride, silicon nitride or titanium. is lined with nitride.
HU881319A 1987-03-18 1988-03-17 Reactor for producing chlorine gas HU200727B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62061332A JPS63230504A (en) 1987-03-18 1987-03-18 Production of chlorine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HUT46591A HUT46591A (en) 1988-11-28
HU200727B true HU200727B (en) 1990-08-28

Family

ID=13168077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU881319A HU200727B (en) 1987-03-18 1988-03-17 Reactor for producing chlorine gas

Country Status (16)

Country Link
US (3) US4956169A (en)
EP (1) EP0283198B1 (en)
JP (1) JPS63230504A (en)
KR (1) KR910009209B1 (en)
CN (1) CN1014596B (en)
AU (1) AU589316B2 (en)
BG (1) BG50934A3 (en)
BR (1) BR8801213A (en)
DD (1) DD267974A5 (en)
DE (1) DE3877387T2 (en)
HU (1) HU200727B (en)
IL (1) IL85705A (en)
IN (1) IN168515B (en)
NO (1) NO881189L (en)
RO (1) RO101208B1 (en)
YU (1) YU44715B (en)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63230504A (en) * 1987-03-18 1988-09-27 Mitsui Toatsu Chem Inc Production of chlorine
JP2595018B2 (en) * 1988-03-01 1997-03-26 三井東圧化学株式会社 Method for producing chlorine
US5840453A (en) * 1989-05-23 1998-11-24 Colorep, Inc. Solvation-based charge direction of electrophotographic developer compositions
CA2134503C (en) * 1994-02-18 2001-04-10 Mark E. Lashier Olefin production
US5707919A (en) * 1994-11-14 1998-01-13 Mitsui Toatsu Chemicals, Inc. Catalyst for preparing chlorine from hydrogen chloride
EP0761308A1 (en) 1995-09-12 1997-03-12 Basf Aktiengesellschaft Shell catalyst for instationary reactions
DE19533660A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-13 Basf Ag Process for the production of chlorine
JP3831802B2 (en) * 1996-05-10 2006-10-11 株式会社日立製作所 Circuit breaker fluid pressure drive
EP1195192A1 (en) * 2000-10-03 2002-04-10 Dsm N.V. Process for the preparation of a mixture of epsilon-caprolactam and/or epsilon-caprolactam precursors
FR2878453B1 (en) * 2004-11-30 2007-03-16 Centre Nat Rech Scient Cnrse DEVICE FOR SUPPLYING VAPORS FROM A SOLID PRECURSOR TO A PROCESSING APPARATUS
DE102005040286A1 (en) * 2005-08-25 2007-03-01 Basf Ag Mechanically stable catalyst based on alpha-alumina
US7815891B2 (en) * 2006-01-12 2010-10-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Device and method for producing hydrogen
JP4263195B2 (en) * 2006-02-20 2009-05-13 住友化学株式会社 Hydrogen chloride oxidation reaction apparatus and hydrogen chloride oxidation reaction method
DE102006024515A1 (en) * 2006-05-23 2007-11-29 Bayer Materialscience Ag Procedure for carrying out an optionally catalyst-supported hydrogen chloride oxidation process, comprises: cooling a process gas; separating non-reacted hydrogen chloride, drying product gases and separating chlorine from the mixture
US8168123B2 (en) * 2009-02-26 2012-05-01 Siliken Chemicals, S.L. Fluidized bed reactor for production of high purity silicon
US8235305B2 (en) * 2009-04-20 2012-08-07 Ae Polysilicon Corporation Methods and system for cooling a reaction effluent gas
WO2010123873A1 (en) 2009-04-20 2010-10-28 Ae Polysilicon Corporation A reactor with silicide-coated metal surfaces
US8875728B2 (en) 2012-07-12 2014-11-04 Siliken Chemicals, S.L. Cooled gas distribution plate, thermal bridge breaking system, and related methods
CN104785271B (en) * 2014-01-21 2017-02-22 万华化学集团股份有限公司 Preparation method of catalyst used for chlorine preparation, catalyst, and method used for preparing chlorine

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US134190A (en) * 1872-12-24 Improvement in producing chlorine
US2268999A (en) * 1938-07-05 1942-01-06 Solvay Process Co Process for the treatment of nitrosyl chloride-chlorine mixtures
US2382582A (en) * 1940-05-28 1945-08-14 Process Management Co Inc Hydrocarbon conversion with silica chromium oxide catalysts
US2395314A (en) * 1942-02-12 1946-02-19 Phillips Petroleum Co Process for the production of chlorine
US2451870A (en) * 1942-09-04 1948-10-19 Standard Oil Dev Co Chlorine manufacture
US2678259A (en) * 1949-08-27 1954-05-11 Diamond Alkali Co Chlorine production by oxidizing hydrogen chloride employing unglowed chromic oxide catalyst material
US2768200A (en) * 1953-05-07 1956-10-23 Standard Oil Co California Process for conducting chemical reactions involving corrosive materials
BE573980A (en) * 1958-01-09
US3159455A (en) * 1961-08-02 1964-12-01 Pullman Inc Process for the catalytic production of halogen under fluidized reaction conditions
US3330627A (en) * 1963-09-09 1967-07-11 Titanium Metals Corp Corrosion resistant chlorinator lining
US3667913A (en) * 1967-08-15 1972-06-06 Bayer Ag Chromium-dioxide-catalyst
DE2026237A1 (en) * 1970-05-29 1971-12-09 Zenker K Process for thermal post-combustion of exhaust air from industrial plants and device for carrying out the process
US3926702A (en) * 1972-03-29 1975-12-16 Asamura Patent Office Ceramic structures and process for producing the same
US4161510A (en) * 1972-04-03 1979-07-17 Chevron Research Company Reforming furnace having ceramic-coated tubes
US3785780A (en) * 1972-10-05 1974-01-15 Teichmann H Inc Reaction vessel
US4022582A (en) * 1976-01-12 1977-05-10 Phillips Petroleum Company Corrosion-resistant reactor suitable for high temperature/high pressure operation
US4291104A (en) * 1978-04-17 1981-09-22 Fansteel Inc. Brazed corrosion resistant lined equipment
DE3309576A1 (en) * 1983-03-17 1984-09-20 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt COOLING DEVICE
CN1003504B (en) * 1984-12-03 1989-03-08 三井东圧化学有限公司 Chlorine gas preparation method
JPS62197302A (en) * 1986-02-21 1987-09-01 Mitsui Toatsu Chem Inc Production of chlorine
JPS62241805A (en) * 1986-04-09 1987-10-22 Mitsui Toatsu Chem Inc Production of chlorine
AU584301B2 (en) * 1986-06-26 1989-05-18 Mitsui Toatsu Chemicals Inc. Process for producing chlorine
CA1260229A (en) * 1986-06-30 1989-09-26 Mitsui Chemicals, Inc. Production process of chlorine
JPS63230504A (en) * 1987-03-18 1988-09-27 Mitsui Toatsu Chem Inc Production of chlorine

Also Published As

Publication number Publication date
EP0283198A3 (en) 1990-08-01
IL85705A0 (en) 1988-08-31
YU53788A (en) 1989-10-31
KR880011010A (en) 1988-10-25
BR8801213A (en) 1988-10-25
US5112580A (en) 1992-05-12
YU44715B (en) 1990-12-31
BG50934A3 (en) 1992-12-15
DD267974A5 (en) 1989-05-17
IL85705A (en) 1992-11-15
CN1014596B (en) 1991-11-06
HUT46591A (en) 1988-11-28
JPH053406B2 (en) 1993-01-14
NO881189L (en) 1988-09-19
JPS63230504A (en) 1988-09-27
DE3877387T2 (en) 1993-05-19
EP0283198B1 (en) 1993-01-13
KR910009209B1 (en) 1991-11-05
EP0283198A2 (en) 1988-09-21
CN88101489A (en) 1988-10-05
DE3877387D1 (en) 1993-02-25
NO881189D0 (en) 1988-03-17
AU1322688A (en) 1988-10-13
AU589316B2 (en) 1989-10-05
IN168515B (en) 1991-04-20
RO101208B1 (en) 1992-04-16
US5034209A (en) 1991-07-23
US4956169A (en) 1990-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU200727B (en) Reactor for producing chlorine gas
HU202161B (en) Process for producing chlorine gas
Gampine et al. Catalytic hydrodechlorination of chlorocarbons. 2. Ternary oxide supports for catalytic conversions of 1, 2-dichlorobenzene
JPH07194981A (en) Catalytic composition and method for oxychlorination of ethylene using said composition
EP0674599A1 (en) Metal nitride powders.
KR100252406B1 (en) The surface treatment
JPH02194839A (en) Silver catalyst for producing ethylene oxide and production thereof
EP0159366A1 (en) Process for converting chlorinated hydrocarbons and metal oxides to oxides of carbon and metal chlorides
JPH08112523A (en) Nozzle for fluidized bed type mixing and dispersing device
US5972827A (en) Catalytic oxychlorination of hydrocarbons to produce chlorocarbons
JP2595018B2 (en) Method for producing chlorine
US3800740A (en) Apparatus for decomposition of metal carbonyls
GB2106004A (en) Method of making alpha hematite catalysts
EP0039723A1 (en) Improved alumina-supported copper catalyst compositions for fluid-bed hydrocarbon oxyhydrochlorination.
EP3851431A1 (en) Method for producing 1,1,2-trifluoroethane (hfc-143)
KR960004872B1 (en) Oxychloration process and catalyst, their application to the production of 1,2-dichloroethane
CN110158051A (en) A kind of steady fluid technology of low temperature Jie prepares TiOxCyNzThe system and method for coating and its composite coating
JPS61291498A (en) Production of silicon carbide whiskers
JPH06320000A (en) Fluidized catalyst for synthesis of methanol
WO2001030699A1 (en) Magnesium oxide, a mixture of metal oxides, methods for preparation thereof and the use of the materials as frac proppant
Akhtar et al. Thermal aerosol processes
JPH06505774A (en) Methods and means for coating surfaces with resistant finishes by chemical vapor deposition
JPS61295372A (en) Production of article having silicon carbide film
WO2023105037A1 (en) Process for the refining of iron oxides, iron oxides resulting thereof and their use
JPH07185345A (en) Catalyst for producing methane containing gas

Legal Events

Date Code Title Description
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee